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高电压锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4高温特性

高金伙 ,  阮佳锋 ,  庞越鹏 ,  孙皓 ,  杨俊和 ,  郑时有

化学进展 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (8) :1390-1403

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化学进展 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (8) :1390-1403 DOI: 10.7536/PC200773
综述
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高电压锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4高温特性

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High Temperature Properties of LiNi0.5Mn1.5O4 as Cathode Materials for High Voltage Lithium-Ion Batteries

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摘要

随着新能源电动汽车和大容量储能的快速发展,亟需开发高能量密度、高功率密度的锂离子电池。镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)由于具有高电压平台(4.7V)、较高的能量密度和功率密度、资源丰富、成本低等优点,被认为是最具潜力的锂离子电池正极材料之一。然而,在高温条件下,LiNi0.5Mn1.5O4会与电解液发生严重的界面副反应,导致循环性能变差,这严重制约了其商业化进程。因此,改善LiNi0.5Mn1.5O4的高温特性成为锂离子电池领域的研究热点之一。本文对近期LiNi0.5Mn1.5O4材料相关研究的主要成果进行综述,以LiNi0.5Mn1.5O4的基本特性和现存挑战入手,着重关注离子掺杂、表面包覆和表面掺杂等策略提升材料的高温性能,并为后续研究提出建议和展望。

Abstract

The rapid development of electric vehicles and large-scale energy storage systems have created a huge demand for high energy density and power density lithium-ion batteries in the market. Because of the advantages such as high voltage(4.7 V vs. Li/Li+), high energy density and power density, abundant resources and low cost, LiNi0.5Mn1.5O4 is considered as one of the most promising lithium-ion battery cathode materials. However, the severe undesirable side reactions between LiNi0.5Mn1.5O4 and electrolyte at elevated temperature leads to worse cycling performance, which limits its commercial application. Therefore, improving the high-temperature performance of LiNi0.5Mn1.5O4 has become one of the research hotspots in the field of lithium-ion batteries. In this paper, the main achievements of recent researches on LiNi0.5Mn1.5O4 materials are reviewed. Starting with the basic characteristics and existing challenges of LiNi0.5Mn1.5O4, strategies such as ion doping, surface coating and surface doping are focused on improving the high-temperature performance. In addition, suggestions and prospects are put forward for subsequent research.

Contents

1 Introduction

2 Structure of LiNi0.5Mn1.5O4cathode material

3 Synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4cathode material

4 Challenges of LiNi0.5Mn1.5O4cathode material

5 Modification of LiNi0.5Mn1.5O4cathode material at high temperature

5.1 Bulk ion doping

5.2 Surface coating

5.3 Surface ion doping

6 Conclusion and outlook

Graphical abstract

关键词

锂离子电池 / LiNi0.5Mn1.5O4 / 体相掺杂 / 表面掺杂 / 表面包覆 / 高温性能

Key words

lithium-ion batteries / LiNi0.5Mn1.5O4 / bulk ion doping / surface ion doping / surface coating / high temperature properties

引用本文

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高金伙, 阮佳锋, 庞越鹏, 孙皓, 杨俊和, 郑时有. 高电压锂离子正极材料LiNi0.5Mn1.5O4高温特性[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1390-1403 DOI:10.7536/PC200773
Jinhuo Gao, Jiafeng Ruan, Yuepeng Pang, Hao Sun, Junhe Yang, Shiyou Zheng. High Temperature Properties of LiNi0.5Mn1.5O4 as Cathode Materials for High Voltage Lithium-Ion Batteries[J]. Progress in Chemistry, 2021, 33(8): 1390-1403 DOI:10.7536/PC200773

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1 引言

随着世界能源格局的变化,各国政府对新能源产业的扶持力度大大增加,节能环保的纯电动汽车和混合动力汽车已成为21世纪汽车行业发展的主方向[1]。锂离子电池由于具有能量密度大、循环寿命长、环境友好等优点,已成为最具发展潜力的电动汽车动力电池[2⇓~4]。商用锂离子电池的负极材料一般采用容量远高于正极材料的石墨,工艺相对成熟,因而正极材料成为动力电池突破的关键。目前,商用的正极材料主要有磷酸铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)和三元材料(LiNixCoyM1-x-yO2, M=Mn/Al, 0<x, y, z<1),然而它们的放电平台一般都低于4 V,要获得高电压,成组时所需的单体电池数目相对较多,占用空间较大,从而限制了电动汽车的续航里程[5]。为获得更高的能量密度和功率密度,以满足电动汽车对锂离子电池性能的需求,需要开发新型的高电压正极材料。

镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)是一种具有三维锂离子扩散通道、电压平台高达4.7 V、理论比容量为146.7 mAh ·g-1、能量密度(650 Wh·kg-1)和功率密度较高、成本低、原料丰富且环境友好的尖晶石结构正极材料,被认为是下一代动力锂离子电池首选的正极材料之一[6⇓~8]。然而,LiNi0.5Mn1.5O4材料在高电压下会与电解液发生严重的界面副反应,使电解液分解形成SEI膜,过渡金属离子发生溶解,导致循环过程中容量的衰减[9,10]。此外,LiNi0.5Mn1.5O4与电解液的副反应在高温下更为剧烈,SEI膜不断增厚,严重影响它的循环性能,这成为制约其商业化的一个主要因素[11,12]。

本文综述了通过离子掺杂、表面包覆和表面掺杂提高LiNi0.5Mn1.5O4高温性能的研究进展,并根据目前的发展现状展望了未来的研究方向。

2 LiNi0.5Mn1.5O4的结构

LiNi0.5Mn1.5O4是由0.5 mol的Ni取代LiMn2O4中的Mn得到的结构更加稳定的尖晶石材料。如图1所示[13],LiNi0.5Mn1.5O4有两种结构,一种与LiMn2O4结构相同,为Fd3m空间群,另一种是P4332空间群。Fd3m空间群为Ni/Mn无序结构,Ni原子随机取代部分Mn原子,占据16d位,O占据32e位,晶体中含有部分Mn3+,这是材料高温煅烧缺失O造成的。P4332空间群为Ni/Mn有序结构,Ni有序地取代部分Mn原子,Ni、Mn分别占据16d位中的4a和12d位,O占据8c和24e位,Li、Ni、Mn、O满足化学计量比,晶体中Mn为+4价。在制备过程中,当煅烧温度低于700 ℃时,LiNi0.5Mn1.5O4材料为P4332型有序结构,而当温度大于700 ℃时,LiNi0.5Mn1.5O4材料为Fd3m型无序结构[14]。若将Fd3m型结构LiNi0.5Mn1.5O4材料在低于700 ℃条件下进行热处理,那么无序型结构会转变成有序型结构。由于Mn3+的存在,Fd3m空间群具有更高的离子和电子传输速率,因而表现出更好的倍率性能[15]。Yang等[16]对LiNi0.5Mn1.5O4材料两种结构的热稳定性展开了研究,发现Ni/Mn有序性提高了离子迁移的能垒,需要在更高温度下才能发生热分解,即P4332结构的LiNi0.5Mn1.5O4具有更好的热稳定性。

3 LiNi0.5Mn1.5O4的制备方法

尖晶石LiNi0.5Mn1.5O4的制备方法众多,常用的有固相法[17,18]、溶胶-凝胶法[19,20]和共沉淀法[21,22],不常用的有水热法[23]、熔盐法[24]、喷雾干燥法[25]、静电纺丝法[26]、模板法[27]和燃烧法[28]等。固相法工艺简单、成本低,适合大规模生产,是目前LiNi0.5Mn1.5O4最常用的工业制备方法。固相法是将化学计量比的锂源、镍源、锰源直接混合球磨,然后在600~1000 ℃高温下煅烧得到LiNi0.5Mn1.5O4。然而,固相法制备的LiNi0.5Mn1.5O4材料存在颗粒粒径大、均匀性差、杂相多、能耗大等缺点。溶胶-凝胶法可以制备粒径小、尺寸均一、结晶良好的LiNi0.5Mn1.5O4材料,是实验室中常用的制备方法。溶胶-凝胶法一般是将化学剂量比的可溶性盐溶解到去离子水中,加入螯合剂,经缩合水解反应形成高黏性的凝胶,干燥后进行高温煅烧,得到最终产物。但溶胶-凝胶法工艺复杂,成本较高,难以实现工业化生产。共沉淀法具有工艺简单、均匀性好的特点,是工业界制备高性能LiNi0.5Mn1.5O4材料的常用制备方法。共沉淀法一般是将化学剂量比的可溶性盐混合搅拌,加入沉淀剂使金属盐全部沉淀下来形成复合沉淀物,然后将干燥后的沉淀物进行高温煅烧得到LiNi0.5Mn1.5O4材料。虽然共沉淀法制备的LiNi0.5Mn1.5O4质量较好,但成本较固相法高,因而在工业生产中应用相对较少。

4 LiNi0.5Mn1.5O4存在的问题

(1)LixNi1-xO岩盐杂质相

在制备过程中,当煅烧温度大于700 ℃时,P4332结构的LiNi0.5Mn1.5O4容易发生失氧反应,形成氧缺陷,使得Mn4+还原至Mn3+,同时生成LixNi1-xO岩盐杂质相[29],具体反应表达式[30]为:

LiNi0.5Mn1.5O4→ qLixNi1-xO + rLiNi0.5-wMn1.5+wO4 + sO2。

(2)SEI膜的形成

在充放电过程中,最高电压接近5 V,电极表面的电解液易受充电状态下强氧化性Ni4+的影响而分解,分解产物沉积在电极表面形成SEI膜,阻碍锂离子和电子的传输,使容量发生衰减[21]。在高温下,电解液的分解更为严重,SEI膜不断增厚,严重影响LiNi0.5Mn1.5O4的循环性能[11]。

(3)过渡金属离子的溶解

由于痕量水的存在,水与电解液反应产生少量的HF,HF与LiNi0.5Mn1.5O4发生反应,使过渡金属离子发生溶解,具体反应方程式[14]为:

2LiNi0.5Mn1.5O4 + 4HF → 3Ni0.25Mn0.75O2 +0.25NiF2 + 0.75MnF2 + 2LiF + 2H2O。

此外,对于Fd3m无序型LiNi0.5Mn1.5O4材料,Mn3+会发生歧化反应[31],2Mn3+ → Mn4+ + Mn2+,使Mn2+溶于电解液中,降低材料结构的稳定性。

5 LiNi0.5Mn1.5O4的高温改性研究

在高温下,LiNi0.5Mn1.5O4与电解液严重的界面副反应造成了较差的电化学性能,严重影响其商业化进程。为解决这个问题,研究者们进行了大量的研究,主要集中于离子掺杂和表面包覆这两个方面,其中离子掺杂细分为体相掺杂和表面掺杂两部分进行综述。

5.1 体相掺杂

为改善LiNi0.5Mn1.5O4的高温性能,研究者们对其进行的体相掺杂改性主要有单个阳离子掺杂(Al3+[32~34]、Cu2+[35~38]、Co3+[39]、Ti4+[40,41]、Zn2+[42,43]、Ga3+[44~46]、Fe3+[45,47]、Cr3+[45,48,49]、Ce3+[50]、Y3+[51]、Na+[52,53]、Mg2+[54,55])、阴离子掺杂(F-[56,57]、Cl-[58])以及多个离子共掺杂[59⇓⇓~62]。

5.1.1 阳离子掺杂

Al是生活中常用的金属,与其他过渡金属相比具有重量轻、成本低、无毒性等优良特性。Chen等[32]通过热聚合法将Al引入LiNi0.5Mn1.5O4,制备了LiNi0.5-xAl2xMn1.5-xO4(0≤2x≤0.6),Al掺杂显著地提高了LiNi0.5Mn1.5O4的高温循环稳定性。在1 C 倍率55 ℃下循环100次,掺Al材料的容量保持率均在95%以上,而未掺杂材料的容量保持率仅为74.7%。这主要是因为Al—O键的键能(511 kJ ·mol-1)比Ni—O键(382 kJ ·mol-1)和Mn—O键(402 kJ ·mol-1)大,从而提高了LiNi0.5Mn1.5O4的结构稳定性。此外,他们发现Al掺杂能够提高LiNi0.5Mn1.5O4的热稳定性和安全性。Xu等[33]研究了Al掺杂LiNi0.5Mn1.5O4不同位点的最佳掺Al量,结果显示5 wt% Al掺杂Ni位、3 wt% Al掺杂Mn位和5 wt% Al掺杂Ni/Mn位具有最好的高温循环性能,在55 ℃循环50次后,容量保持率分别为90.1%、88.8%和88.7%,而未掺杂材料仅为44.0%。Cu也是生活中常用的金属,与其他过渡金属相比具有较高的电导率。Meng等[35]通过第一性原理的计算方法证明,Cu离子掺杂LiNi0.5Mn1.5O4可以降低锂离子迁移的势垒,提高电导率。Xu等[36]采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料,并取得了较好的高温循环性能和倍率性能。在5 C倍率55 ℃下循环100次,LiNi0.45Cu0.05Mn1.5O4初始的容量保持率高达98%,而未掺杂材料的容量保持率仅为86.2%;在20 C倍率下,材料的初始放电比容量为114.2 mAh ·g-1,室温循环150圈后,容量保持率高达95.7%。他们指出,Cu2+掺杂提高了锂离子的传输速率,减少了锂离子在颗粒表面的堆积,从而降低极化、稳定晶体结构。Liu等[37]采用Cu2+掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料同样取得了较好的高温性能和倍率性能。Kim等[38]通过密度泛函理论计算表明,少量的Cu2+取代Mn位时,会抑制Mn3+的形成,减少Mn2+的溶解,使LiNi0.5Mn1.5O4材料由Fd3m结构转变为P4332结构;当Cu2+掺杂量增大时,材料则保持原来的Fd3m结构。

Cr、Ga、Fe都是常用的LiNi0.5Mn1.5O4掺杂元素。2011年,Manthiram等[44]研究发现,Ga3+会偏析到LiNi0.5Mn1.5O4表面,从而形成与电解液接触的稳定界面,抑制SEI膜的形成以及Mn离子的溶解,大大提高了高温性能。随后,他们采用同样的方法分别制备了Cr、Fe、Ga掺杂的LiNi0.5Mn1.5o4[45],研究表明,Cr、Fe、Ga掺杂后都会偏析到表面形成稳定的正极材料和电解液接触界面,抑制有害的界面副反应,从而改善材料在室温和高温下的循环性能。2018年,Li等[46]指出Ga掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料抑制了LixNi1-xO杂质相的生成,提高了锂离子的传输速率。结果显示,LiNi0.5-xGa0.06Mn1.5O4在1 C倍率55 ℃下循环50次的容量保持率为98.4%,而未掺杂材料仅为74.0%。如图2(a~d),Zhang等[48]采用液相法合成了Cr掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料,该材料具有高占比的(100)晶面,而(100)晶面相对(111)晶面具有更好的结构稳定性,更能抑制材料与电解液的副反应,从而提高了材料在25 ℃和55 ℃下的长循环性能。经过XRD研究表明,Cr掺杂有效地抑制了LixNi1-xO杂质相的生成。他们指出,这是因为Cr和O之间的结合键很强,抑制了高温煅烧过程中氧的损失。2020年,Yang等[49]采用第一性原理计算方法深入分析了Cr掺杂改善LiNi0.5Mn1.5O4材料电化学性能的原因。研究发现,掺Cr之后,材料在充放电过程中的体积变化率更低(图2e),表明掺Cr提高了材料的结构稳定性;Cr3+倾向于取代Ni2+,使Mn4+被还原为Mn3+且延长了Li—O键的键长,使材料的Li迁移能垒和锂空位形成能降低(图2f),从而提高了锂离子的传输速率。

阳离子掺杂一般是引入阳离子取代LiNi0.5Mn1.5O4的Ni位和Mn位,取代Li位的金属离子较少。Zhao等[52]采用Na取代LiNi0.5Mn1.5O4中的Li位,研究发现,Na离子掺杂使Ni/Mn无序度增大,而且增加了2条额外的电子跃迁通道,加快了电子和锂离子的传输速率,从而提高了材料的循环性能和倍率性能。在55 ℃下,5 C倍率循环400次后,5% Na掺杂的材料具有97.6 mAh ·g-1的放电比容量,高于未掺杂材料的87.6 mAh ·g-1。Wang等[53]采用Na掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料,通过XRD表征发现,Na离子拓宽了锂离子传输通道,提高了锂离子的传输速率;同时,Na占据了Li的四面体8a位,使Li迁移到八面体16d位,降低了材料结构的稳定性,因而Na掺杂材料的循环性能并没有明显提升。

5.1.2 阴离子掺杂

除了阳离子外,很多研究者对阴离子掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料也做了相应的研究。F的电负性较大,吸附电子能力较强,有利于提高结构稳定性,因此很多研究人员采用F来取代LiNi0.5Mn1.5O4的O。Sun等[56]采用喷雾热解法制备了F掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4,他们指出,F掺杂增大了颗粒尺寸,减小了LiNi0.5Mn1.5O4和电解液的接触面积,从而使材料具有更好的热稳定性,并且预测F掺杂材料具有更好的高温循环性能。Xie等[57]制备了F梯度掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4,证实了F掺杂可以提高其高温性能;在55 ℃下,以1 C倍率循环100次,未掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4容量衰减剧烈,而掺F样品的容量保持率高达92.1%。通过TEM观察发现,室温5 C倍率下循环150次后,F掺杂材料表面的SEI膜均匀平整,厚度为5 nm,而LiNi0.5Mn1.5O4材料表面则是高低不平的,平均厚度大约为F掺杂LiNi0.5Mn1.5O4的2倍。他们指出,HF不能破坏M—F键,富F的表面可以减缓正极材料和电解液的副反应,抑制SEI膜的生成,从而提高其循环性能。元素周期表中,与F位于同一主族的Cl也具有较强的电负性。Kwon等[58]采用Cl掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料,有效提高了高温循环性能和倍率性能。他们通过X射线光电子能谱(XPS)表征发现,Cl与Ni和Mn的结合力比O强,因而Cl掺杂提高了材料的结构稳定性。此外,恒电流间歇滴定法(GITT)测试结果表明,Cl掺杂材料的锂离子传输速率是未掺杂材料的2倍,他们指出这是因为Cl的离子半径比O大,增大了晶格常数,从而拓宽了锂离子的传输通道。

5.1.3 多离子共掺杂

单离子掺杂的作用有限,而多离子共掺杂可以协同发挥各离子的优势,使材料具有更好的综合电化学性能[63⇓⇓~66]。Ma等[59]采用溶胶-凝胶法制备了Al、Cr、F共掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料LiNi0.475Al0.01Cr0.04Mn1.475O3.95F0.05,红外光谱(FTIR)测试结果表明,多元素掺杂使LiNi0.5Mn1.5O4的结构由有序P4332空间群转变为离子电导率和电子电导率更高的Fd3m空间群,同时共掺杂提高了材料的结构稳定性,从而显著提高了LiNi0.5Mn1.5O4的循环性能和倍率性能,在10 C倍率55 ℃高温下循环100次,材料的容量保持率从67.6%提升至95.6%。Yan等[60]通过固相法在LiNi0.5Mn1.5O4材料中同时掺杂Li+和F-,他们指出,Li、F共掺杂提高了Ni/Mn无序度,减缓了界面副反应,从而提高了材料在高温下的循环性能。

离子掺杂可以有效提高LiNi0.5Mn1.5O4材料的高温性能,主要原因归结如下:(1)掺杂金属离子与氧的键能比Ni—O键和Mn—O键大,从而提高了LiNi0.5Mn1.5O4的结构稳定性;(2)提高Ni/Mn无序度,增大Mn3+的含量,从而提高了锂离子和电子的传输速率。(3)抑制LixNi1-xO杂质相的生成,提高放电比容量和锂离子传输速率。(4)Cr、Fe、Ga离子掺杂会自动偏析到LiNi0.5Mn1.5O4表面,而梯度掺杂则使材料表面出现离子富集,两者都可以形成与电解液接触的稳定界面,抑制SEI膜的形成以及Mn离子的溶解。

5.2 表面包覆

表面包覆是一种常用的高温改性方法,包覆层可以缓解电解液和LiNi0.5Mn1.5O4的界面副反应,有效降低容量损失。

Shirakata等[67]采用Bi2O3包覆LiNi0.5Mn1.5-xTixO4,有效地改善了高温循环稳定性,在45 ℃循环500次,容量保持率达到70%。他们指出,电解液的分解会导致过渡金属离子的溶解,而Bi2O3包覆层在物理上隔离了正极材料与电解液的接触,抑制了电解液的分解,从而把Mn、Ni、Ti元素的溶解量降低了40%。Amin等[68]采用简易的固相法制备了ZrO2包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,取得了优异的循环性能和倍率性能,在40 C倍率55 ℃下循环120次,2 wt% ZrO2包覆材料具有76%的容量保持率,而未包覆材料仅为25%。Huang等[69]通过球差校正扫描透射电子显微镜研究发现,LiNi0.5Mn1.5O4材料表面的Mn2+在循环过程中会迁移到Li四面体位和空八面体位点,使表层、次表层尖晶石结构分别转变为Mn3O4型尖晶石结构、盐岩结构,从而降低材料的电化学性能。Zhou等[70]采用原子层沉积法(ALD)制备了Al2O3包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,通过扫描透射电镜配合电子能量损失光谱(STEM-EELS)研究表明,Al2O3包覆能够减少LiNi0.5Mn1.5O4材料表面的Mn2+含量,从而抑制材料表面结构的转变,提高电化学性能。稀土氧化物(La2O3、CeO2、Sm2O3等)在高温、高压和酸性等条件下具有较好的稳定性[71⇓⇓~74]。因此,本课题组采用La2O3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料[75],如图3(a~d),La2O3包覆不但缓解了循环过程中的容量衰减,而且抑制了电压平台的下降,在1 C倍率55 ℃下循环50次,2 wt% La2O3包覆将材料的电压下降量从62.0 mV降低至3.8 mV。通过循环后SEM、TEM和EIS研究发现,包覆La2O3能够有效缓解正极材料和电解液的副反应,从而抑制SEI膜的生成,提高材料的结构稳定性和锂离子传输速率(图3i)。

2002年,Amine等[76]首次提出ZnO包覆层可以使电解液中HF的含量降低,从而缓解了HF对LiNi0.5Mn1.5O4的侵蚀,但他们并没有解释ZnO包覆降低电解液中HF的反应机制。2010年,Morales 等[77]指出ZnO是双性氧化物,更易于与电解液中的HF反应,从而减少了电解液中HF的含量。Wang等[78]采用SiO2包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料,在0.5 C倍率55 ℃下循环100次,未包覆的LiNi0.5Mn1.5O4容量保持率仅为59%,而3.0 wt% SiO2包覆材料容量保持率则提至87%。他们指出,这是因为SiO2包覆降低了电解液中HF的含量,具体反应式为

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O。

2018年,Huang等[79]研究了一系列氧化物Ta2O5、Al2O3、TiO2、Nb2O5耐HF侵蚀的能力,结果显示,在20%浓度的HF中浸泡7 d后,Ta2O5几乎不溶解,Nb2O5有部分溶解,TiO2和Al2O3则完全溶解。在3.5~4.3 V电压窗口的容量变化可以反映氧的转变和材料的结构稳定性[80]。如图3(e~h)所示,不论是室温还是高温,Ta2O5包覆材料在3.5~4.3 V的比容量变化量均低于未包覆材料,说明Ta2O5包覆降低了失氧量,提高了材料的结构稳定性。他们通过Ta2O5和Al2O3分别包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料的对比实验发现,HF耐受性好的包覆材料在高温循环前后能够保持稳定的表面结构,而易与HF反应的包覆材料则会溶解于电解液中,导致表面结构失稳(图3j,k)。

氧化物作为LiNi0.5Mn1.5O4包覆层的同时可能会与HF反应,造成包覆层的脱落,因此一些研究者采用了比氧化物更为稳定的磷酸盐和氟化物对LiNi0.5Mn1.5O4进行包覆。Yi等[81]采用AlPO4包覆提高了LiNi0.5Mn1.5O4材料的高温循环性能,他们指出,AlPO4包覆层有一个活化的过程,刚开始的时候包覆层对锂离子的嵌入和脱嵌有一个阻碍作用,随着循环次数的增大,包覆层活化,锂离子就能较容易地在界面上自由传输。Wang等[82]采用ALD法制备了AlPO4包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,通过X射线吸收近边结构光谱(XANES)和差示扫描量热法(DSC)表征证明,AlPO4包覆抑制了界面副反应,减少了材料表面的Mn3+,提高了结构稳定性,从而显著提高了LiNi0.5Mn1.5O4的热稳定性和安全性。他们指出AlPO4不仅是正极材料与电解液的分隔层,同时也能够转化为稳定的SEI膜来保持界面的稳定性,从而提高循环性能。Tong等[83]采用GaF3包覆LiNi0.5Mn1.5O4,包覆材料表现出优越的高温性能和热稳定性, 在1 C倍率60 ℃循环300次后保有82.9%的容量保持率。LiF是电解液分解产物的一种锂盐,具有较好的化学稳定性和高电压稳定性。Tiurin等[84]分别以TiF4和Hfac为原料采用ALD法制备了LiF包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,两者均大幅减少了过渡金属离子的溶解,提升了材料的高温存储性能。此外,他们通过等离子体光谱(ICP)和飞行时间二次离子质谱(TOP-SIMS)表征发现,LiF(Hfac)包覆LiNi0.5Mn1.5O4提高了材料锂离子的含量,而LiF(TiF4)包覆LiNi0.5Mn1.5O4则降低了材料表层的锂离子含量,因而前者表现出更好的电化学性能。Lin等[85]采用AlF3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料,取得了较好的高温循环性能。根据先前的报道,过渡金属离子溶解于电解液后会在全电池的负极材料表面沉积。他们通过X射线荧光光谱仪分析高温循环后的全电池发现,LiNi0.5Mn1.5O4@AlF3//Li4Ti5O12负极表面过渡金属元素的沉积量远小于LiNi0.5Mn1.5O4//Li4Ti5O12全电池。

氧化物、氟化物和磷酸盐虽然可以有效地缓解LiNi0.5Mn1.5O4与电解液的副反应,提高结构稳定性,抑制SEI膜的生成,减少过渡金属离子的溶解,然而这类包覆材料往往是锂离子和电子的不良导体[86],不利于锂离子和电子在界面的传输。采用快离子导体或电子电导率高的物质对LiNi0.5Mn1.5O4进行包覆有利于锂离子和电子在界面的快速传输,能够有效地降低极化、提升高温性能,因而受到研究者的青睐。

目前用于包覆LiNi0.5Mn1.5O4的快离子导体材料有LiNbO3[87,88]、Li2ZrO3[89]、Li2TiO3[90]、Li4Ti5O12[91,92]、LiAlO2[93,94]、LiSiO3[95]、Li4SiO4[96]、LiAlSiO4[97]、YBa2Cu3O7[98]、Li3V2(PO4)3[99]、Li6.4La3Al0.2Zr2O12[100]、PI[101]、Li3PO4[102,103]、Li4P2O7[104]、Li2SnO3[105]等。Choi等[87]采用预包覆的方式制备了LiNbO3包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,如图4a所示,首先采用含Nb的柠檬酸盐包覆Ni0.25Mn0.75(OH)2 先驱物,然后加入LiOH ·H2O混合煅烧,使包覆层和主体材料同步掺锂,得到LiNbO3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiNbO3包覆显著提高了材料的倍率性能(10 C倍率下具有100 mAh ·g-1的放电比容量)和高温循环性能(在60 ℃循环100次具有90%的容量保持率)。LiNbO3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料的作用原理图如图4(b,c)所示,具体机理可以归结为以下三点:(1)在高温煅烧过程中,部分Nb5+掺杂到LiNi0.5Mn1.5O4体相中,使Mn4+还原为Mn3+,从而在近表面层出现了富Mn3+区,提高了表层锂离子和电子的传输速率;(2)Nb—O的键能比Ni—O键和Mn—O键大,能够提高LiNi0.5Mn1.5O4的结构稳定性和热稳定性;(3)LiNbO3材料是快离子导体,不仅抑制了LiNi0.5Mn1.5O4和电解液的界面副反应,还提高了界面锂离子传输速率。Shao等[89]采用Li2ZrO3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料同样表现出以上三种效果,并大幅提升了材料的高温循环性能。Zhang等[90]采用Li2TiO3对LiNi0.5Mn1.5O4材料进行包覆改性,在1 C倍率55 ℃下循环50次,5 wt% Li2TiO3包覆将材料的容量保持率从77.1%提升至94.1%。Kim等[93]采用ALD法制备了Al2O3和LiAl2O3包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料。LiAlO2的锂离子传输速率比Al2O3高几个数量级,因而LiAlO2包覆的材料具有更好的高温性能。从室温升至50 ℃,Al2O3包覆材料和未包覆材料的库仑效率均有明显的下降,而LiAlO2包覆材料的库仑效率还有轻微的提高。他们指出,库仑效率在宏观上反映了活性物质与电解液界面副反应的剧烈程度,即LiAlO2包覆可以有效地抑制界面副反应。Li4SiO4具有1.2×10-8 S ·cm-1的锂离子传输速率和3.36×10-6 S ·cm-1的电导率,且能够减少电解液中HF的含量,适合用作LiNi0.5Mn1.5O4的包覆材料。Zhao等[96]采用Li4SiO4包覆LiNi0.5Mn1.5O3.98F0.02材料,取得了优异的高温循环性能和倍率性能,在5 C倍率55 ℃下循环150次,Li4SiO4包覆材料具有高达94.2%的容量保持率,而未包覆材料仅为54.9%。

近年来,锂离子电池电极材料、固态电解质和隔膜材料等快离子导体也应用于LiNi0.5Mn1.5O4的包覆改性。Bai等[99]采用溶胶-凝胶法制备了锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料。如图4(e~i)所示,在LiNi0.5Mn1.5O4材料表面形成了2 nm的均匀包覆层,且有部分V5+梯度掺杂到材料表面结构中,形成Li-Ni-Mn-V-O固溶体过渡层,将包覆层和体相材料紧密结合在一起。电化学结果表明,Li3V2(PO4)3包覆有效地提高了LiNi0.5Mn1.5O4材料的高温循环性能、倍率性能和储存性能。如图4d所示为Li3V2(PO4)3包覆LiNi0.5Mn1.5O4的作用原理图,具体机理可归结为两点:快离子导体Li3V2(PO4)3包覆层和Li-Ni-Mn-V-O固溶体过渡层一方面减少了HF的侵蚀和过渡金属离子的溶出,抑制了界面SEI膜的生成,提高了材料的结构稳定性,另一方面加快了锂离子和电子在电极材料与电解液界面传输的动力学。Yu等[100]首先采用固态电解质材料Li6.4La3Al0.2Zr2O12(LLAZO)的先驱物包覆LiNi0.5Mn1.5O4的先驱物,然后通过高温煅烧得到LLAZO包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料。LLAZO包覆大大提升了LiNi0.5Mn1.5O4材料的循环性能和倍率性能,在0.1 C倍率55 ℃下循环100次,1 wt% LLAZO包覆材料的容量保持率为74.4%,而未包覆材料的容量保持率仅为24.4%。他们指出,LLAZO先驱物以网状结构形式包覆在LiNi0.5Mn1.5O4先驱物表面,抑制了颗粒的长大,从而缩短了锂离子传输的路径,提高了电化学反应的动力学。Lee等[101]在LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆了一层隔膜材料聚酰亚胺(PI),有效地提高了高温性能,在55 ℃循环50次,材料的放电比容量从98 mAh ·g-1提升至120 mAh ·g-1。他们指出,与金属氧化物和磷酸盐包覆层相比,PI包覆层是高度连续的,并且具有良好的离子导电性,因而包覆效果更好。

除了快离子导体外,高导电性物质作为LiNi0.5Mn1.5O4的包覆材料对于提升其高温性能也有较好的效果。Huang等[106]采用高电导率的La0.7Sr0.3MnO3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料。La0.7Sr0.3MnO3包覆不但将材料在60 ℃下循环100次的容量保持率从41%提高到90%,而且提升了高温倍率性能和储存性能。La0.7Sr0.3MnO3包覆材料的高温性能提升主要有以下三点原因:(1)La0.7Sr0.3MnO3具有高电导率,减小了界面阻抗,降低了极化;(2)La0.7Sr0.3MnO3与HF发生化学反应,缓解了HF对LiNi0.5Mn1.5O4的侵蚀,提高了材料的结构稳定性;(3)La0.7Sr0.3MnO3包覆层缓解了电解液和LiNi0.5Mn1.5O4的副反应,抑制了SEI膜的生成。碳材料由于具有优异的导电性,因此常用作LiNi0.5Mn1.5O4的包覆材料。石墨烯具有优异的导电、导热、机械性能和化学稳定性,因而常用于电极材料的改性[107]。Liu等[108]采用自组装法制备了石墨烯包覆的LiNi0.5Mn1.5O4材料,取得了优异的高温循环性能。在2 C倍率55 ℃下循环100次,石墨烯包覆材料仍有83.8 mAh ·g-1的放电比容量,远高于未包覆材料的36.0 mAh ·g-1。他们采用原位XRD表征发现,石墨烯包覆材料在充放电过程中的晶格应变更小、固溶反应占比大而两相转变占比小,因而具有更好的结构稳定性、更高的放电比容量。导电聚合物具有良好的导电性,也适用于正极材料的包覆。Wang等[11]在LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆了一层3 nm的聚吡咯(PPY),在提升高温循环性能的同时,将库仑效率从90%提高到92%。他们指出库仑效率与材料表面SEI膜的厚度有关,PPY包覆抑制了电解液的分解,降低了SEI膜的厚度,因而具有更高的库仑效率。Yang等[109]采用聚苯胺(PANI)对LiNi0.5Mn1.5O4材料进行表面改性,将材料在55 ℃高温下循环100次的容量保持率从13.0%提升至94.5%。Lin等[110]采用半导体材料LaFeO3包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料,取得了较好的高温循环性能,在1 C倍率55 ℃下循环100次,2 wt% LaFeO3包覆材料具有高达93.3%的容量保持率,而未包覆材料仅为69.6%。他们通过循环后微观形貌发现,未包覆材料由于受到HF的侵蚀而出现了明显的裂纹,而LaFeO3包覆材料依然保持着稳定完整的形貌。Choi等[111]在LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆了快离子导体Li2O-2B2O3和导电碳的复合材料,同时提高了材料的锂离子和电子传输速率,加快了电化学反应动力学,有效地提高了电化学性能。

表面包覆可以有效改善LiNi0.5Mn1.5O4的高温性能,主要原因归结如下:(1)包覆层在物理上隔绝了电解液与LiNi0.5Mn1.5O4的接触,抑制了强氧化性Ni4+对电解液的氧化,从而抑制了SEI膜的生成;(2)包覆层可以保护LiNi0.5Mn1.5O4不受HF的侵蚀,抑制过渡金属离子的溶解,从而提高了结构稳定性。(3)对于ZnO、SiO2和La0.7Sr0.3MnO3等包覆材料,通过化学反应降低了HF含量,从而减少了过渡金属离子的溶解;(4)对于快离子导体和高电导率物质则加快了锂离子或电子在界面的传输,降低了极化;(5)部分包覆材料(如Ta2O5、LiNbO3、Li3V2(PO4)3)在包覆过程中有部分离子掺杂到晶体结构中,使LiNi0.5Mn1.5O4材料同时具有表面包覆和离子掺杂的效果,有效提升了综合电化学性能。

5.3 表面掺杂

离子掺杂有助于提高LiNi0.5Mn1.5O4材料的结构稳定性,而对电极材料与电解液的界面副反应作用有限;表面包覆能够有效地抑制界面副反应,而非电化学活性的包覆层会阻碍锂离子和电子的传输,且在长循环过程中可能会脱落。单纯的离子掺杂和表面包覆都有其局限性,若能将两者有机地结合起来,协同发挥两者的优势,那势必能取得较好的改性效果。2014年,Lu等[112]提出表面掺杂的概念,即首先在材料表面进行表面包覆,然后通过高温煅烧使离子掺杂到材料表面结构中。表面掺杂能够提高材料表面结构的稳定性,抑制HF对材料的侵蚀,且材料的表面结构是电化学活性的,并不会阻碍锂离子和电子的传输,因而能够有效提高材料的循环性能。

Park等[113]首先将钛酸四丁酯与LiNi0.5Mn1.5O4材料混合,搅拌蒸干后在500 ℃氩气下煅烧,制得Ti表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料。通过第一性原理计算和实验结果得出,Ti表面掺杂后保留了强氧化态特性,使O周围能够容纳更多的电子,提高了材料表面TM—O的键能,有效地抑制过渡金属离子的溶解,从而提高了材料在室温和高温下的循环性能。Wan等[114]首先在LiNi0.5Mn1.5O4材料表面包覆一层AlPO4,接着在700 ℃下煅烧2 h,AlPO4发生分解形成Al表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料。理论计算和实验结果表明,Al3+占据了过渡金属离子传输的八面体16c空位,从而降低了过渡金属离子的迁移,抑制了循环过程中材料结构的退化,同时适量Al3+的掺杂并不会影响锂离子的传输速率。电化学测试结果显示,Al表面掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料表现出较好的高温循环性能。随后,他们通过类似的方法制备了Zn表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料[115],如图5(a~e)所示,在高温煅烧过程中,ZnO与LiNi0.5Mn1.5O4材料发生固相反应,在材料表面形成30 nm的壳层,壳层中包含着岩盐结构和层状结构。他们指出,岩盐结构是非电化学活性的,有利于提高材料表面的稳定性,而层状结构则能够保证材料表面的电化学活性。如图5f所示,材料表面结构与Zn2+含量密切相关,当Zn2+逐渐增大时,材料表面由尖晶石结构向层状结构转变,层状结构进一步向岩盐结构转变,材料表面结构稳定性增强的同时会降低锂离子的传输速率。Liang等[116]首次采用ALD法制备了FeOx包覆与Fe离子表面掺杂协同改性的LiNi0.5Mn1.5O4材料。随后,他们[117]在700 ℃下对包覆材料进行高温煅烧,得到了Fe离子完全表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料。通过STEM-EELS和XPS研究发现,材料表面富含Mn4+,有利于抑制Mn的溶解,形成稳定的电极电解液界面;而材料内部富含Mn3+,能够加快锂离子的传输,从而显著提高材料的高温循环性能。在1 C倍率55 ℃下循环500次,Fe离子表面掺杂材料将LiNi0.5Mn1.5O4材料的初始放电比容量从116 mAh ·g-1提升至122 mAh ·g-1,并将容量保持率从26.7%提升至86.1%。Sun等[118]首先采用ALD法在LiNi0.5Mn1.5O4材料包覆了一层TiO2,然后通过高温煅烧制备了Ti表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料。研究发现,掺杂在材料表层的Ti取代Li位形成了TiMn2O4尖晶石相,抑制了表层结构向盐岩相转变;掺杂在更深区域的Ti则取代Ni/Mn位;两者的共同作用使材料表面形成了含较多Li2CO3的SEI膜(Li2CO3有助于形成强健、致密的SEI膜),增强了Ni—O键,抑制了Mn的溶解,从而提升了电化学性能。

而Huang等[119]采用基于第一性原理计算的密度泛函理论研究了Ti/Ta表面掺杂LiNi0.5Mn1.5O4材料则得出了相反的结论,Ti/Ta表面掺杂降低Ni/Mn在材料表面的迁移能垒,促进了表面岩盐相的形成,并通过形成更强的TM—O结合键来抑制O的损失,从而提高了材料表面结构的稳定性。此外,Ti/Ta表面掺杂降低了Ni在深度充电状态下的价态,从而抑制了电解液的氧化分解。Wang等[120]首先采用Co(NO3)2包覆LiNi0.5Mn1.5O4材料,然后在700 ℃煅烧形成Co表面掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4材料。通过XPS和XANES表征分析得出,Co表面掺杂降低了材料表面Ni和Mn3+的含量,从而抑制了电解液的分解以及Mn的溶解。如图6所示,Co表面掺杂大幅提升了LiNi0.5Mn1.5O4材料的电化学性能,在1 C倍率55 ℃下循环200次,Co表面掺杂将LiNi0.5Mn1.5O4的容量保持率从82%提升至93%。

表面掺杂能够抑制过渡金属离子的溶解,在材料界面形成更稳定的结构,抑制电解液的分解,最终提高LiNi0.5Mn1.5O4与电解液界面的稳定性,抑制界面副反应的发生,从而提升循环性能。

本文对近年来关于LiNi0.5Mn1.5O4改性的代表性工作及相关材料的高温性能归纳于表1。

6 结论与展望

作为新能源电动汽车中最昂贵的核心部件,锂离子电池表现出广阔的市场前景。LiNi0.5Mn1.5O4由于具有高电压平台、较高的能量密度和功率密度、成本低、丰富原料等特点成为动力锂离子电池首选的正极材料之一。在动力锂离子电池“去钴化”的大环境下,无钴材料LiNi0.5Mn1.5O4的优势进一步凸显。由于高温性能对LiNi0.5Mn1.5O4材料商业化的制约,近年来,研究者们越来越关注LiNi0.5Mn1.5O4在高温下的电化学性能和相关机制。对LiNi0.5Mn1.5O4高温改性的研究主要分为体相离子掺杂、表面离子掺杂、表面包覆三个方面。其中,体相离子掺杂主要是提高LiNi0.5Mn1.5O4材料的体相晶体结构的稳定性,而表面包覆和表面掺杂则注重于提高LiNi0.5Mn1.5O4与电解液的界面稳定性,更有利于改善循环性能。

LiNi0.5Mn1.5O4材料虽然通过多种改性方式取得了较好的电化学性能,然而高温性能仍然面临着严峻的挑战。根据LiNi0.5Mn1.5O4目前的研究现状,对其未来的发展趋势展望如下:(1)离子掺杂与表面包覆联合改性,如表面掺杂,能够协同发挥两者的优势,并取得较好的改性效果,如何简化操作流程和精准控制掺杂与包覆的比例是需要重点研究的问题。(2)包覆层可能会因为锂离子嵌入与脱出过程中电极材料的体积膨胀与收缩而脱落,从而影响包覆的效果。因此,如何提高包覆层的稳定性需要进一步改进。(3)精准地控制掺杂位点,如在Fd3m结构LiNi0.5Mn1.5O4的四面体8a和八面体16c位点进行掺杂能有效提高循环性能。(4)开发与LiNi0.5Mn1.5O4材料相匹配的耐高压电解液能够显著地缓解界面副反应,是材料实现广泛商业化的一个重要方向。(5)开发固态电解质能够大幅减少电极材料与电解质的界面副反应,同时提高电池的安全性,也是未来发展的重要方向。(6) 在实际应用中,LiNi0.5Mn1.5O4正极材料一般与Li4Ti5O12负极材料配套使用,开发高性能的Li4Ti5O12材料对于LiNi0.5Mn1.5O4的商业化应用具有重要意义。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
[1]

Wang J, Liao H Y, Li B C, Yang G, Wang L, Meng R. Chem. Reag., 2009, 31(11): 948.
[2]

(王健, 廖红英, 李冰川, 杨光, 王磊, 孟蓉. 化学试剂, 2009, 31(11): 948.)
[3]

Ruan J F, Pang Y P, Luo S N, Yuan T, Peng C X, Yang J H, Zheng S Y. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(42): 20804.
[4]

Ding L. Chin. J. Power Sources, 2015, 39(8): 1780.
[5]

(丁玲. 电源技术, 2015, 39(8): 1780.)
[6]

Li M, Wang Y L, Wu X Y, Duan L, Zhang C M, He D N. Prog. Chem., 2017, 29(12): 1526.
[7]

(李敏, 王艳丽, 吴晓燕, 段磊, 张春明, 何丹农. 化学进展, 2017, 29(12): 1526.)

[8]

Zhang K Q, Ling Z, Wang L Z. Battery Bimon., 2013, 43(4): 235.
[9]

(张凯庆, 凌泽, 王力臻. 电池, 2013, 43(4): 235.)
[10]

Chang Q, Wei A J, Li W, Bai X, Zhang L H, He R, Liu Z F. Ceram. Int., 2019, 45(4): 5100.

[11]

Ulvestad A, Singer A, Clark J N, Cho H M, Kim J W, Harder R, Maser J, Meng Y S, Shpyrko O G. Science, 2015, 348(6241): 1344.

[12]

Jung H G, Jang M W, Hassoun J, Sun Y K, Scrosati B. Nat. Commun., 2011, 2(1): 1527.
[13]

Li W D, Dolocan A, Oh P, Celio H, Park S, Cho J, Manthiram A. Nat. Commun., 2017, 8(1): 14589.
[14]

Madsen K E, Wade K A, Haasch R T, Buchholz D B, Bassett K L, Nicolau B G, Gewirth A A. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(43): 39890.
[15]

Gao X W, Deng Y F, Wexler D, Chen G H, Chou S L, Liu H K, Shi Z C, Wang J Z. J. Mater. Chem. A, 2015, 3(1): 404.

[16]

Kim J H, Pieczonka N P W, Yang L. ChemPhysChem, 2014, 15(10): 1940.

[17]

Zhang X L, Cheng F Y, Zhang K, Liang Y L, Yang S Q, Liang J, Chen J. RSC Adv., 2012, 2(13): 5669.

[18]

Yi T F, Mei J, Zhu Y R. J. Power Sources, 2016, 316: 85.

[19]

Luo Y. Doctoral Dissertation of Harbin University of Industry, 2017.
[20]

(罗英. 哈尔滨工业大学博士论文, 2017.).
[21]

Hu E Y, Bak S M, Liu J, Yu X Q, Zhou Y N, Ehrlich S N, Yang X Q, Nam K W. Chem. Mater., 2014, 26(2): 1108.

[22]

Gao Z G, Sun K, Cong L N, Zhang Y H, Zhao Q, Wang R S, Xie H M, Sun L Q, Su Z M. J. Alloys Compd., 2016, 654: 257.

[23]

Betz J, Nowak L, Brinkmann J P, Bärmann P, Diehl M, Winter M, Placke T, Schmuch R. Electrochimica Acta, 2019, 325: 134901.
[24]

Lin H B, Zhang Y M, Hu J N, Wang Y T, Xing L D, Xu M Q, Li X P, Li W S. J. Power Sources, 2014, 257: 37.

[25]

Lobo L S, Kumar A R. J. Sol Gel Sci. Technol., 2016, 80(3): 821.

[26]

Song Y M, Han J G, Park S, Lee K T, Choi N S. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(25): 9506.

[27]

Li Y, Wang J, Zhou Z, Yao Q, Wang Z, Zhou H, Deng J. Int. J. Electrochem. Sci., 2019, 2822.
[28]

Zhao E Q, Wei L, Guo Y D, Xu Y J, Yan W C, Sun D Y, Jin Y C. J. Alloys Compd., 2017, 695: 3393.

[29]

Mokhtar N, Idris N H, Din M F M. Int. J. Electrochem. Sci., 2018, 13(11): 10113.
[30]

Hallot M, Demortière A, Roussel P, Lethien C. Energy Storage Mater., 2018, 15: 396.
[31]

Xu R, Zhang X F, Chamoun R, Shui J L, Li J C M, Lu J, Amine K, Belharouak I. Nano Energy, 2015, 15: 616.

[32]

Shu Y, Xie Y, Yan W C, Meng S, Sun D Y, Jin Y C, He K. J. Power Sources, 2019, 433: 226708.
[33]

Shirazi moghadam Y, Masoudpanah S M, Alamolhoda S, Daneshtalab R. Adv. Powder Technol., 2020, 31(2): 639.

[34]

Liu G Q, Zhang J Y, Zhang X H, Du Y L, Zhang K, Li G C, Yu H, Li C W, Li Z Y, Sun Q, Wen L. J. Alloys Compd., 2017, 725: 580.

[35]

Chen Y Y, Sun Y, Huang X J. Comput. Mater. Sci., 2016, 115: 109.

[36]

Ulu Okudur F, D'Haen J, Vranken T, de Sloovere D, Verheijen M, Karakulina O M, Abakumov A M, Hadermann J, van Bael M K, Hardy A. RSC Adv., 2018, 8(13): 7287.

[37]

Zhong G B, Wang Y Y, Zhao X J, Wang Q S, Yu Y, Chen C H. J. Power Sources, 2012, 216: 368.

[38]

Chen A Y, Kong L L, Shu Y, Yan W C, Wu W, Xu Y J, Gao H T, Jin Y C. RSC Adv., 2019, 9(22): 12656.
[39]

Luo Y, Lu T L, Zhang Y X, Yan L Q, Mao S S, Xie J Y. J. Alloys Compd., 2017, 703: 289.

[40]

Yang M C, Xu B, Cheng J H, Pan C J, Hwang B J, Meng Y S. Chem. Mater., 2011, 23(11): 2832.

[41]

Sha O, Qiao Z, Wang S L, Tang Z Y, Wang H, Zhang X H, Xu Q. Mater. Res. Bull., 2013, 48(4): 1606.

[42]

Sun H Y, Kong X, Wang B S, Luo T B, Liu G Y. Ceram. Int., 2018, 44(5): 4603.

[43]

Shiiba H, Zettsu N, Kida S, Kim D W, Teshima K. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(45): 22749.
[44]

Ito A, Li D C, Lee Y, Kobayakawa K, Sato Y. J. Power Sources, 2008, 185(2): 1429.

[45]

Jin Y Z, Lv Y Z, Xue Y, Wu J, Zhang X G, Wang Z B. RSC Adv., 2014, 4(100): 57041.
[46]

Lin M, Wang S H, Gong Z L, Huang X K, Yang Y. J. Electrochem. Soc., 2013, 160(5): A3036.

[47]

Sun H, Kong X, Wang B, Luo T, Liu G. Int. J. Electrochem. Sci., 2017, 8609.
[48]

Chemelewski K R, Manthiram A. J. Phys. Chem. C, 2013, 117(24): 12465.
[49]

Shin D W, Manthiram A. Electrochem. Commun., 2011, 13(11): 1213.

[50]

Shin D W, Bridges C A, Huq A, Paranthaman M P, Manthiram A. Chem. Mater., 2012, 24(19): 3720.

[51]

Lan L F, Li S, Li J, Lu L, Lu Y, Huang S, Xu S J, Pan C Y, Zhao F H. Nanoscale Res. Lett., 2018, 13(1): 251.

[52]

Kiziltas-Yavuz N, Yavuz M, Indris S, Bramnik N N, Knapp M, Dolotko O, Das B, Ehrenberg H, Bhaskar A. J. Power Sources, 2016, 327: 507.

[53]

Wang J, Nie P, Xu G Y, Jiang J M, Wu Y T, Fu R R, Dou H, Zhang X G. Adv. Funct. Mater., 2018, 28(4): 1704808.
[54]

Li F, Ma J N, Lin J Y, Zhang X H, Yu H, Yang G C. Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22(7): 3831.

[55]

Li S, Lan L F, Lu L, Lu Y, Li S F, Li J, Pan C Y, Zhao F H. AIP Adv., 2019, 9(2): 025210.
[56]

Wu W, Guo J L, Qin X, Bi C B, Wang J F, Wang L, Liang G C. J. Alloys Compd., 2017, 721: 721.

[57]

Wang J, Lin W Q, Wu B H, Zhao J B. Electrochimica Acta, 2014, 145: 245.

[58]

Wang J F, Chen D, Wu W, Wang L, Liang G C. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2017, 27(10): 2239.

[59]

Deng M M, Zou B K, Shao Y, Tang Z F, Chen C H. J. Solid State Electrochem., 2017, 21(6): 1733.

[60]

Liang G M, Wu Z B, Didier C, Zhang W C, Cuan J, Li B H, Ko K Y, Hung P Y, Lu C Z, Chen Y Z, Leniec G, Kaczmarek S M, Johannessen B, Thomsen L, Peterson V K, Pang W K, Guo Z P. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(26): 10594.
[61]

Oh S W, Park S H, Kim J H, Bae Y C, Sun Y K. J. Power Sources, 2006, 157(1): 464.

[62]

Luo Y, Li H Y, Lu T L, Zhang Y X, Mao S S, Liu Z, Wen W, Xie J Y, Yan L Q. Electrochimica Acta, 2017, 238: 237.

[63]

Kim W K, Han D W, Ryu W H, Lim S J, Eom J Y, Kwon H S. J. Alloys Compd., 2014, 592: 48.

[64]

Sha O, Tang Z Y, Wang S L, Yuan W, Qiao Z, Xu Q, Ma L. Electrochimica Acta, 2012, 77: 250.

[65]

Li H Y, Luo Y, Xie J Y, Zhang Q S, Yan L Q. J. Alloys Compd., 2015, 639: 346.

[66]

Chao M, Luo L, Li K, Zhou B, Shi Q. Int. J. Electrochem. Sci., 2019, 7643.
[67]

Gu T T, Wang J, Tian J H, Zheng X J, Lu K W, Xin Y, Wang H B, Yang R Z. ChemElectroChem, 2019, 6(8): 2224.

[68]

Zheng X Y, Liu W J, Qu Q T, Zheng H H, Huang Y H. J. Materiomics, 2019, 5(2): 156.

[69]

Höweling A, Stoll A, Schmidt D O, Geßwein H, Simon U, Binder J R. J. Electrochem. Soc., 2017, 164(1): A6349.

[70]

Liu J H, Sun Z Q, Xie J N, Chen H Y, Wu N N, Wu B R. J. Power Sources, 2013, 240: 95.

[71]

Choi S, Kim M C, Moon S H, Kim H, Park K W. Electrochimica Acta, 2019, 326: 135015.
[72]

Noguchi T, Yamazaki I, Numata T, Shirakata M. J. Power Sources, 2007, 174(2): 359.

[73]

Nisar U, Amin R, Essehli R, Shakoor R A, Kahraman R, Kim D K, Khaleel M A, Belharouak I. J. Power Sources, 2018, 396: 774.

[74]

Lin M, Ben L, Yang S, Hao W, Huang X. Chem. Mater., 2015, 27(1): 292.

[75]

Fang X, Lin F, Nordlund D, Mecklenburg M, Ge M Y, Rong J P, Zhang A Y, Shen C F, Liu Y H, Cao Y, Doeff M M, Zhou C W. Adv. Funct. Mater., 2017, 27(7): 1602873.
[76]

Fey G T K, Muralidharan P, Lu C Z, Cho Y D. Electrochimica Acta, 2006, 51(23): 4850.

[77]

Yuan W, Zhang H Z, Liu Q, Li G R, Gao X P. Electrochimica Acta, 2014, 135: 199.

[78]

Shi S J, Tu J P, Zhang Y J, Zhang Y D, Zhao X Y, Wang X L, Gu C D. Electrochimica Acta, 2013, 108: 441.

[79]

Luo X Y, Liao Y H, Zhu Y M, Li M S, Chen F B, Huang Q M, Li W S. J. Power Sources, 2017, 348: 229.

[80]

Gao J H, Yuan T, Luo S N, Ruan J F, Sun H, Yang J H, Zheng S Y. J. Colloid Interface Sci., 2020, 570: 153.

[81]

Sun Y K, Lee Y S, Yoshio M, Amine K. Electrochem. Solid-State Lett., 2002, 5(5): A99.

[82]

Arrebola J C, Caballero A, Hernán L, Morales J. J. Power Sources, 2010, 195(13): 4278.

[83]

Fan Y K, Wang J M, Tang Z, He W C, Zhang J Q. Electrochimica Acta, 2007, 52(11): 3870.

[84]

Ben L, Yu H, Wu Y, Chen B, Zhao W, Huang X. ACS Appl. Energy Mater., 2018, 1(10): 5589.
[85]

Luo K, Roberts M R, Hao R, Guerrini N, Pickup D M, Liu Y S, Edström K, Guo J H, Chadwick A V, Duda L C, Bruce P G. Nat. Chem., 2016, 8(7): 684.

[86]

Shi J Y, Yi C W, Kim K. J. Power Sources, 2010, 195(19): 6860.

[87]

Deng S X, Xiao B W, Wang B Q, Li X, Kaliyappan K, Zhao Y, Lushington A, Li R Y, Sham T K, Wang H, Sun X L. Nano Energy, 2017, 38: 19.

[88]

Huang Y Y, Zeng X L, Zhou C, Wu P, Tong D G. J. Mater. Sci., 2013, 48(2): 625.

[89]

Tiurin O, Solomatin N, Auinat M, Ein-Eli Y. J. Power Sources, 2020, 448: 227373.
[90]

Chu C T, Mondal A, Kosova N V, Lin J Y. Appl. Surf. Sci., 2020, 530: 147169.
[91]

Deng H F, Nie P, Shen L F, Luo H F, Zhang X G. Prog. Chem., 2014, 26(6): 939.
[92]

(邓海福, 聂平, 申来法, 罗海峰, 张校刚. 化学进展, 2014, 26(6): 939.)
[93]

Kim H, Byun D, Chang W, Jung H G, Choi W. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(47): 25077.
[94]

Gabrielli G, Axmann P, Diemant T, Behm R J, Wohlfahrt-Mehrens M. ChemSusChem, 2016, 9(13): 1670.

[95]

Zhang J N, Sun G, Han Y, Yu F D, Qin X J, Shao G J, Wang Z B. Electrochimica Acta, 2020, 343: 136105.
[96]

Deng H F, Nie P, Luo H F, Zhang Y, Wang J, Zhang X G. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(43): 18256.
[97]

Zhao J Z, Liu Y R, He Y, Lu K. J. Alloys Compd., 2019, 779: 978.

[98]

Wu Q, Xue K, Zhang X H, Xie X S, Wang H Q, Zhang J J, Li Q Y. Ceram. Int., 2019, 45(4): 5072.

[99]

Park J S, Meng X B, Elam J W, Hao S Q, Wolverton C, Kim C, Cabana J. Chem. Mater., 2014, 26(10): 3128.

[100]

Cheng F Q, Xin Y L, Huang Y Y, Chen J T, Zhou H H, Zhang X X. J. Power Sources, 2013, 239: 181.

[101]

Deng Y L, He L H, Ren J, Zheng Q J, Xu C G, Lin D M. Mater. Res. Bull., 2018, 100: 333.

[102]

Xu Y H, Zhao S X, Deng Y F, Deng H, Nan C W. J. Materiomics, 2016, 2(3): 265.

[103]

Deng J C, Xu Y L, Li L, Feng T Y, Li L. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(17): 6561.

[104]

Lin Y B, Yang Y M, Yu R B, Lai H, Huang Z G. J. Power Sources, 2014, 259: 188.

[105]

Zhao R, Li L, Xu T H, Wang D D, Pan D, He G J, Zhao H L, Bai Y. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(17): 16233.
[106]

Li L, Zhao R, Pan D, Yi S H, Gao L F, He G J, Zhao H L, Yu C Y, Bai Y. J. Power Sources, 2020, 450: 227677.
[107]

Cho J H, Park J H, Lee M H, Song H K, Lee S Y. Energy Environ. Sci., 2012, 5(5): 7124.

[108]

Chong J, Xun S D, Zhang J P, Song X Y, Xie H M, Battaglia V, Wang R S. Chem. Eur. J., 2014, 20(24): 7479.

[109]

Konishi H, Suzuki K, Taminato S, Kim K, Zheng Y M, Kim S, Lim J, Hirayama M, Son J Y, Cui Y T, Kanno R. J. Power Sources, 2014, 269: 293.

[110]

Chong J, Xun S D, Song X Y, Liu G, Battaglia V S. Nano Energy, 2013, 2(2): 283.

[111]

Mou J R, Deng Y L, Song Z C, Zheng Q J, Lam K H, Lin D M. Dalton Trans., 2018, 47(20): 7020.

[112]

Zhao G Y, Lin Y B, Zhou T, Lin Y, Huang Y D, Huang Z G. J. Power Sources, 2012, 215: 63.

[113]

Liang G M, Peterson V K, See K W, Guo Z P, Pang W K. J. Mater. Chem. A, 2020, 8(31): 15373.
[114]

Gao C, Liu H P, Bi S F, Fan S S, Meng X H, Li Q Y, Luo C X. J. Materiomics, 2020, 6(4): 712.

[115]

Dong H Y, Zhang Y J, Zhang S Q, Tang P P, Xiao X L, Ma M Y, Zhang H S, Yin Y H, Wang D, Yang S T. ACS Omega, 2019, 4(1): 185.

[116]

Mou J R, Deng Y L, He L H, Zheng Q J, Jiang N, Lin D. Electrochimica Acta, 2018, 260: 101.

[117]

Lee K, Yang G J, Kim H, Kim T, Lee S S, Choi S Y, Choi S, Kim Y. J. Power Sources, 2017, 365: 249.

[118]

Lu J, Zhan C, Wu T P, Wen J G, Lei Y, Kropf A J, Wu H M, Miller D J, Elam J W, Sun Y K, Qiu X P, Amine K. Nat. Commun., 2014, 5(1): 5693.

[119]

Lim J M, Oh R G, Kim D, Cho W, Cho K, Cho M, Park M S. ChemSusChem, 2016, 9(20): 2967.

[120]

Piao J Y, Sun Y G, Duan S Y, Cao A M, Wang X L, Xiao R J, Yu X Q, Gong Y, Gu L, Li Y T, Liu Z J, Peng Z Q, Qiao R M, Yang W L, Yang X Q, Goodenough J B, Wan L J. Chem, 2018, 4(7): 1685.

[121]

Piao J Y, Gu L, Wei Z X, Ma J M, Wu J P, Yang W L, Gong Y, Sun Y G, Duan S Y, Tao X S, Bin D S, Cao A M, Wan L J. J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(12): 4900.

[122]

Patel R L, Jiang Y B, Choudhury A, Liang X H. Sci. Rep., 2016, 6(1): 25293.
[123]

Gao Y, He X Q, Ma L, Wu T P, Park J, Liang X H. Electrochimica Acta, 2020, 340: 135951.
[124]

Xiao B W, Liu H S, Liu J, Sun Q, Wang B Q, Kaliyappan K, Zhao Y, Banis M N, Liu Y L, Li R Y, Sham T K, Botton G A, Cai M, Sun X L. Adv. Mater., 2017, 29(47): 1703764.
[125]

Chen Y Y, Ben L B, Chen B, Zhao W W, Huang X J. Adv. Mater. Interfaces, 2018, 5(12): 1800077.
[126]

Xue Y, Zheng L L, Wang J, Zhou J G, Yu F D, Zhou G J, Wang Z B. ACS Appl. Energy Mater., 2019, 2(4): 2982.

[1]
Wang J, Liao H Y, Li B C, Yang G, Wang L, Meng R. Chem. Reag., 2009, 31(11): 948.
[1]
(王健, 廖红英, 李冰川, 杨光, 王磊, 孟蓉. 化学试剂, 2009, 31(11): 948.)
[2]
Ruan J F, Pang Y P, Luo S N, Yuan T, Peng C X, Yang J H, Zheng S Y. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(42): 20804.
[3]
Ding L. Chin. J. Power Sources, 2015, 39(8): 1780.
[3]
(丁玲. 电源技术, 2015, 39(8): 1780.)
[4]
Li M, Wang Y L, Wu X Y, Duan L, Zhang C M, He D N. Prog. Chem., 2017, 29(12): 1526.
[4]
(李敏, 王艳丽, 吴晓燕, 段磊, 张春明, 何丹农. 化学进展, 2017, 29(12): 1526.)
[5]
Zhang K Q, Ling Z, Wang L Z. Battery Bimon., 2013, 43(4): 235.
[5]
(张凯庆, 凌泽, 王力臻. 电池, 2013, 43(4): 235.)
[6]
Chang Q, Wei A J, Li W, Bai X, Zhang L H, He R, Liu Z F. Ceram. Int., 2019, 45(4): 5100.
[7]
Ulvestad A, Singer A, Clark J N, Cho H M, Kim J W, Harder R, Maser J, Meng Y S, Shpyrko O G. Science, 2015, 348(6241): 1344.
[8]
Jung H G, Jang M W, Hassoun J, Sun Y K, Scrosati B. Nat. Commun., 2011, 2(1): 1527.
[9]
Li W D, Dolocan A, Oh P, Celio H, Park S, Cho J, Manthiram A. Nat. Commun., 2017, 8(1): 14589.
[10]
Madsen K E, Wade K A, Haasch R T, Buchholz D B, Bassett K L, Nicolau B G, Gewirth A A. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(43): 39890.
[11]
Gao X W, Deng Y F, Wexler D, Chen G H, Chou S L, Liu H K, Shi Z C, Wang J Z. J. Mater. Chem. A, 2015, 3(1): 404.
[12]
Kim J H, Pieczonka N P W, Yang L. ChemPhysChem, 2014, 15(10): 1940.
[13]
Zhang X L, Cheng F Y, Zhang K, Liang Y L, Yang S Q, Liang J, Chen J. RSC Adv., 2012, 2(13): 5669.
[14]
Yi T F, Mei J, Zhu Y R. J. Power Sources, 2016, 316: 85.
[15]
Luo Y. Doctoral Dissertation of Harbin University of Industry, 2017.
[15]
(罗英. 哈尔滨工业大学博士论文, 2017.).
[16]
Hu E Y, Bak S M, Liu J, Yu X Q, Zhou Y N, Ehrlich S N, Yang X Q, Nam K W. Chem. Mater., 2014, 26(2): 1108.
[17]
Gao Z G, Sun K, Cong L N, Zhang Y H, Zhao Q, Wang R S, Xie H M, Sun L Q, Su Z M. J. Alloys Compd., 2016, 654: 257.
[18]
Betz J, Nowak L, Brinkmann J P, Bärmann P, Diehl M, Winter M, Placke T, Schmuch R. Electrochimica Acta, 2019, 325: 134901.
[19]
Lin H B, Zhang Y M, Hu J N, Wang Y T, Xing L D, Xu M Q, Li X P, Li W S. J. Power Sources, 2014, 257: 37.
[20]
Lobo L S, Kumar A R. J. Sol Gel Sci. Technol., 2016, 80(3): 821.
[21]
Song Y M, Han J G, Park S, Lee K T, Choi N S. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(25): 9506.
[22]
Li Y, Wang J, Zhou Z, Yao Q, Wang Z, Zhou H, Deng J. Int. J. Electrochem. Sci., 2019, 2822.
[23]
Zhao E Q, Wei L, Guo Y D, Xu Y J, Yan W C, Sun D Y, Jin Y C. J. Alloys Compd., 2017, 695: 3393.
[24]
Mokhtar N, Idris N H, Din M F M. Int. J. Electrochem. Sci., 2018, 13(11): 10113.
[25]
Hallot M, Demortière A, Roussel P, Lethien C. Energy Storage Mater., 2018, 15: 396.
[26]
Xu R, Zhang X F, Chamoun R, Shui J L, Li J C M, Lu J, Amine K, Belharouak I. Nano Energy, 2015, 15: 616.
[27]
Shu Y, Xie Y, Yan W C, Meng S, Sun D Y, Jin Y C, He K. J. Power Sources, 2019, 433: 226708.
[28]
Shirazi moghadam Y, Masoudpanah S M, Alamolhoda S, Daneshtalab R. Adv. Powder Technol., 2020, 31(2): 639.
[29]
Liu G Q, Zhang J Y, Zhang X H, Du Y L, Zhang K, Li G C, Yu H, Li C W, Li Z Y, Sun Q, Wen L. J. Alloys Compd., 2017, 725: 580.
[30]
Chen Y Y, Sun Y, Huang X J. Comput. Mater. Sci., 2016, 115: 109.
[31]
Ulu Okudur F, D'Haen J, Vranken T, de Sloovere D, Verheijen M, Karakulina O M, Abakumov A M, Hadermann J, van Bael M K, Hardy A. RSC Adv., 2018, 8(13): 7287.
[32]
Zhong G B, Wang Y Y, Zhao X J, Wang Q S, Yu Y, Chen C H. J. Power Sources, 2012, 216: 368.
[33]
Chen A Y, Kong L L, Shu Y, Yan W C, Wu W, Xu Y J, Gao H T, Jin Y C. RSC Adv., 2019, 9(22): 12656.
[34]
Luo Y, Lu T L, Zhang Y X, Yan L Q, Mao S S, Xie J Y. J. Alloys Compd., 2017, 703: 289.
[35]
Yang M C, Xu B, Cheng J H, Pan C J, Hwang B J, Meng Y S. Chem. Mater., 2011, 23(11): 2832.
[36]
Sha O, Qiao Z, Wang S L, Tang Z Y, Wang H, Zhang X H, Xu Q. Mater. Res. Bull., 2013, 48(4): 1606.
[37]
Sun H Y, Kong X, Wang B S, Luo T B, Liu G Y. Ceram. Int., 2018, 44(5): 4603.
[38]
Shiiba H, Zettsu N, Kida S, Kim D W, Teshima K. J. Mater. Chem. A, 2018, 6(45): 22749.
[39]
Ito A, Li D C, Lee Y, Kobayakawa K, Sato Y. J. Power Sources, 2008, 185(2): 1429.
[40]
Jin Y Z, Lv Y Z, Xue Y, Wu J, Zhang X G, Wang Z B. RSC Adv., 2014, 4(100): 57041.
[41]
Lin M, Wang S H, Gong Z L, Huang X K, Yang Y. J. Electrochem. Soc., 2013, 160(5): A3036.
[42]
Sun H, Kong X, Wang B, Luo T, Liu G. Int. J. Electrochem. Sci., 2017, 8609.
[43]
Chemelewski K R, Manthiram A. J. Phys. Chem. C, 2013, 117(24): 12465.
[44]
Shin D W, Manthiram A. Electrochem. Commun., 2011, 13(11): 1213.
[45]
Shin D W, Bridges C A, Huq A, Paranthaman M P, Manthiram A. Chem. Mater., 2012, 24(19): 3720.
[46]
Lan L F, Li S, Li J, Lu L, Lu Y, Huang S, Xu S J, Pan C Y, Zhao F H. Nanoscale Res. Lett., 2018, 13(1): 251.
[47]
Kiziltas-Yavuz N, Yavuz M, Indris S, Bramnik N N, Knapp M, Dolotko O, Das B, Ehrenberg H, Bhaskar A. J. Power Sources, 2016, 327: 507.
[48]
Wang J, Nie P, Xu G Y, Jiang J M, Wu Y T, Fu R R, Dou H, Zhang X G. Adv. Funct. Mater., 2018, 28(4): 1704808.
[49]
Li F, Ma J N, Lin J Y, Zhang X H, Yu H, Yang G C. Phys. Chem. Chem. Phys., 2020, 22(7): 3831.
[50]
Li S, Lan L F, Lu L, Lu Y, Li S F, Li J, Pan C Y, Zhao F H. AIP Adv., 2019, 9(2): 025210.
[51]
Wu W, Guo J L, Qin X, Bi C B, Wang J F, Wang L, Liang G C. J. Alloys Compd., 2017, 721: 721.
[52]
Wang J, Lin W Q, Wu B H, Zhao J B. Electrochimica Acta, 2014, 145: 245.
[53]
Wang J F, Chen D, Wu W, Wang L, Liang G C. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2017, 27(10): 2239.
[54]
Deng M M, Zou B K, Shao Y, Tang Z F, Chen C H. J. Solid State Electrochem., 2017, 21(6): 1733.
[55]
Liang G M, Wu Z B, Didier C, Zhang W C, Cuan J, Li B H, Ko K Y, Hung P Y, Lu C Z, Chen Y Z, Leniec G, Kaczmarek S M, Johannessen B, Thomsen L, Peterson V K, Pang W K, Guo Z P. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59(26): 10594.
[56]
Oh S W, Park S H, Kim J H, Bae Y C, Sun Y K. J. Power Sources, 2006, 157(1): 464.
[57]
Luo Y, Li H Y, Lu T L, Zhang Y X, Mao S S, Liu Z, Wen W, Xie J Y, Yan L Q. Electrochimica Acta, 2017, 238: 237.
[58]
Kim W K, Han D W, Ryu W H, Lim S J, Eom J Y, Kwon H S. J. Alloys Compd., 2014, 592: 48.
[59]
Sha O, Tang Z Y, Wang S L, Yuan W, Qiao Z, Xu Q, Ma L. Electrochimica Acta, 2012, 77: 250.
[60]
Li H Y, Luo Y, Xie J Y, Zhang Q S, Yan L Q. J. Alloys Compd., 2015, 639: 346.
[61]
Chao M, Luo L, Li K, Zhou B, Shi Q. Int. J. Electrochem. Sci., 2019, 7643.
[62]
Gu T T, Wang J, Tian J H, Zheng X J, Lu K W, Xin Y, Wang H B, Yang R Z. ChemElectroChem, 2019, 6(8): 2224.
[63]
Zheng X Y, Liu W J, Qu Q T, Zheng H H, Huang Y H. J. Materiomics, 2019, 5(2): 156.
[64]
Höweling A, Stoll A, Schmidt D O, Geßwein H, Simon U, Binder J R. J. Electrochem. Soc., 2017, 164(1): A6349.
[65]
Liu J H, Sun Z Q, Xie J N, Chen H Y, Wu N N, Wu B R. J. Power Sources, 2013, 240: 95.
[66]
Choi S, Kim M C, Moon S H, Kim H, Park K W. Electrochimica Acta, 2019, 326: 135015.
[67]
Noguchi T, Yamazaki I, Numata T, Shirakata M. J. Power Sources, 2007, 174(2): 359.
[68]
Nisar U, Amin R, Essehli R, Shakoor R A, Kahraman R, Kim D K, Khaleel M A, Belharouak I. J. Power Sources, 2018, 396: 774.
[69]
Lin M, Ben L, Yang S, Hao W, Huang X. Chem. Mater., 2015, 27(1): 292.
[70]
Fang X, Lin F, Nordlund D, Mecklenburg M, Ge M Y, Rong J P, Zhang A Y, Shen C F, Liu Y H, Cao Y, Doeff M M, Zhou C W. Adv. Funct. Mater., 2017, 27(7): 1602873.
[71]
Fey G T K, Muralidharan P, Lu C Z, Cho Y D. Electrochimica Acta, 2006, 51(23): 4850.
[72]
Yuan W, Zhang H Z, Liu Q, Li G R, Gao X P. Electrochimica Acta, 2014, 135: 199.
[73]
Shi S J, Tu J P, Zhang Y J, Zhang Y D, Zhao X Y, Wang X L, Gu C D. Electrochimica Acta, 2013, 108: 441.
[74]
Luo X Y, Liao Y H, Zhu Y M, Li M S, Chen F B, Huang Q M, Li W S. J. Power Sources, 2017, 348: 229.
[75]
Gao J H, Yuan T, Luo S N, Ruan J F, Sun H, Yang J H, Zheng S Y. J. Colloid Interface Sci., 2020, 570: 153.
[76]
Sun Y K, Lee Y S, Yoshio M, Amine K. Electrochem. Solid-State Lett., 2002, 5(5): A99.
[77]
Arrebola J C, Caballero A, Hernán L, Morales J. J. Power Sources, 2010, 195(13): 4278.
[78]
Fan Y K, Wang J M, Tang Z, He W C, Zhang J Q. Electrochimica Acta, 2007, 52(11): 3870.
[79]
Ben L, Yu H, Wu Y, Chen B, Zhao W, Huang X. ACS Appl. Energy Mater., 2018, 1(10): 5589.
[80]
Luo K, Roberts M R, Hao R, Guerrini N, Pickup D M, Liu Y S, Edström K, Guo J H, Chadwick A V, Duda L C, Bruce P G. Nat. Chem., 2016, 8(7): 684.
[81]
Shi J Y, Yi C W, Kim K. J. Power Sources, 2010, 195(19): 6860.
[82]
Deng S X, Xiao B W, Wang B Q, Li X, Kaliyappan K, Zhao Y, Lushington A, Li R Y, Sham T K, Wang H, Sun X L. Nano Energy, 2017, 38: 19.
[83]
Huang Y Y, Zeng X L, Zhou C, Wu P, Tong D G. J. Mater. Sci., 2013, 48(2): 625.
[84]
Tiurin O, Solomatin N, Auinat M, Ein-Eli Y. J. Power Sources, 2020, 448: 227373.
[85]
Chu C T, Mondal A, Kosova N V, Lin J Y. Appl. Surf. Sci., 2020, 530: 147169.
[86]
Deng H F, Nie P, Shen L F, Luo H F, Zhang X G. Prog. Chem., 2014, 26(6): 939.
[86]
(邓海福, 聂平, 申来法, 罗海峰, 张校刚. 化学进展, 2014, 26(6): 939.)
[87]
Kim H, Byun D, Chang W, Jung H G, Choi W. J. Mater. Chem. A, 2017, 5(47): 25077.
[88]
Gabrielli G, Axmann P, Diemant T, Behm R J, Wohlfahrt-Mehrens M. ChemSusChem, 2016, 9(13): 1670.
[89]
Zhang J N, Sun G, Han Y, Yu F D, Qin X J, Shao G J, Wang Z B. Electrochimica Acta, 2020, 343: 136105.
[90]
Deng H F, Nie P, Luo H F, Zhang Y, Wang J, Zhang X G. J. Mater. Chem. A, 2014, 2(43): 18256.
[91]
Zhao J Z, Liu Y R, He Y, Lu K. J. Alloys Compd., 2019, 779: 978.
[92]
Wu Q, Xue K, Zhang X H, Xie X S, Wang H Q, Zhang J J, Li Q Y. Ceram. Int., 2019, 45(4): 5072.
[93]
Park J S, Meng X B, Elam J W, Hao S Q, Wolverton C, Kim C, Cabana J. Chem. Mater., 2014, 26(10): 3128.
[94]
Cheng F Q, Xin Y L, Huang Y Y, Chen J T, Zhou H H, Zhang X X. J. Power Sources, 2013, 239: 181.
[95]
Deng Y L, He L H, Ren J, Zheng Q J, Xu C G, Lin D M. Mater. Res. Bull., 2018, 100: 333.
[96]
Xu Y H, Zhao S X, Deng Y F, Deng H, Nan C W. J. Materiomics, 2016, 2(3): 265.
[97]
Deng J C, Xu Y L, Li L, Feng T Y, Li L,. J. Mater. Chem. A, 2016, 4(17): 6561.
[98]
Lin Y B, Yang Y M, Yu R B, Lai H, Huang Z G. J. Power Sources, 2014, 259: 188.
[99]
Zhao R, Li L, Xu T H, Wang D D, Pan D, He G J, Zhao H L, Bai Y. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(17): 16233.
[100]
Li L, Zhao R, Pan D, Yi S H, Gao L F, He G J, Zhao H L, Yu C Y, Bai Y. J. Power Sources, 2020, 450: 227677.
[101]
Cho J H, Park J H, Lee M H, Song H K, Lee S Y. Energy Environ. Sci., 2012, 5(5): 7124.
[102]
Chong J, Xun S D, Zhang J P, Song X Y, Xie H M, Battaglia V, Wang R S. Chem. Eur. J., 2014, 20(24): 7479.
[103]
Konishi H, Suzuki K, Taminato S, Kim K, Zheng Y M, Kim S, Lim J, Hirayama M, Son J Y, Cui Y T, Kanno R. J. Power Sources, 2014, 269: 293.
[104]
Chong J, Xun S D, Song X Y, Liu G, Battaglia V S. Nano Energy, 2013, 2(2): 283.
[105]
Mou J R, Deng Y L, Song Z C, Zheng Q J, Lam K H, Lin D M. Dalton Trans., 2018, 47(20): 7020.
[106]
Zhao G Y, Lin Y B, Zhou T, Lin Y, Huang Y D, Huang Z G. J. Power Sources, 2012, 215: 63.
[107]
Liang G M, Peterson V K, See K W, Guo Z P, Pang W K. J. Mater. Chem. A, 2020, 8(31): 15373.
[108]
Gao C, Liu H P, Bi S F, Fan S S, Meng X H, Li Q Y, Luo C X. J. Materiomics, 2020, 6(4): 712.
[109]
Dong H Y, Zhang Y J, Zhang S Q, Tang P P, Xiao X L, Ma M Y, Zhang H S, Yin Y H, Wang D, Yang S T. ACS Omega, 2019, 4(1): 185.
[110]
Mou J R, Deng Y L, He L H, Zheng Q J, Jiang N, Lin D. Electrochimica Acta, 2018, 260: 101.
[111]
Lee K, Yang G J, Kim H, Kim T, Lee S S, Choi S Y, Choi S, Kim Y. J. Power Sources, 2017, 365: 249.
[112]
Lu J, Zhan C, Wu T P, Wen J G, Lei Y, Kropf A J, Wu H M, Miller D J, Elam J W, Sun Y K, Qiu X P, Amine K. Nat. Commun., 2014, 5(1): 5693.
[113]
Lim J M, Oh R G, Kim D, Cho W, Cho K, Cho M, Park M S. ChemSusChem, 2016, 9(20): 2967.
[114]
Piao J Y, Sun Y G, Duan S Y, Cao A M, Wang X L, Xiao R J, Yu X Q, Gong Y, Gu L, Li Y T, Liu Z J, Peng Z Q, Qiao R M, Yang W L, Yang X Q, Goodenough J B, Wan L J. Chem, 2018, 4(7): 1685.
[115]
Piao J Y, Gu L, Wei Z X, Ma J M, Wu J P, Yang W L, Gong Y, Sun Y G, Duan S Y, Tao X S, Bin D S, Cao A M, Wan L J. J. Am. Chem. Soc., 2019, 141(12): 4900.
[116]
Patel R L, Jiang Y B, Choudhury A, Liang X H. Sci. Rep., 2016, 6(1): 25293.
[117]
Gao Y, He X Q, Ma L, Wu T P, Park J, Liang X H. Electrochimica Acta, 2020, 340: 135951.
[118]
Xiao B W, Liu H S, Liu J, Sun Q, Wang B Q, Kaliyappan K, Zhao Y, Banis M N, Liu Y L, Li R Y, Sham T K, Botton G A, Cai M, Sun X L. Adv. Mater., 2017, 29(47): 1703764.
[119]
Chen Y Y, Ben L B, Chen B, Zhao W W, Huang X J. Adv. Mater. Interfaces, 2018, 5(12): 1800077.
[120]
Xue Y, Zheng L L, Wang J, Zhou J G, Yu F D, Zhou G J, Wang Z B. ACS Appl. Energy Mater., 2019, 2(4): 2982.

基金资助

上海市优秀学术带头人计划(17XD1403000)

上海市教育委员会科研创新重大项目(2019-01-07-00-07-E00015)

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